bài tập lớn bê tông cốt thép

BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ A NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: I CÁC SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH: -2 II NỘI DUNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ: - Tính tốn: 2 – Bản vẽ: - B SƠ BỘ TÍNH TỐN, CHỌN MẶT CẮT NGANG DẦM: I CHỌN MẶT CẮT NGANG DẦM: 1.1 Chiều cao dầm h: 1.2 Bề rộng sườn dầm : 1.3 Chiều dày cánh : - 1.4 Chiều rộng cánh : - 1.5 Kích thước bầu dầm : - 1.6 Kích thước vút 1.7 Tính trọng lượng thân dầm: -5 1.8 Xác định mặt cắt ngang tính tốn: -5 II TÍNH VÀ VẼ BIỂU ĐỒ BAO NỘI LỰC: 2.1 Công thức tổng quát: 2.2 Tính mơ men M: - 2.3 Tính lực cắt V: III TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DỌC CHỦ TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM: IV XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CẮT CỐT THÉP DỌC CHỦ, VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU: -11 4.1 Lý cắt nguyên tắc cắt cốt thép: -11 4.2 Lập bảng phương án cắt cốt thép: -12 4.3 Xác định vị trí cắt cốt thép dọc chủ biểu đồ bao vật liệu: 12 V TÍNH TỐN CHỐNG CẮT ( TÍNH TỐN CỐT ĐAI THÉP): 15 VI TÍNH TỐN KIỂM SOÁT NỨT: 18 6.1 Kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không: 18 6.2 Tính tốn kiểm sốt nứt : -18 VII TÍNH TỐN KIỂM SỐT ĐỘ VÕNG DO HOẠT TẢI: -21 Sinh viên : BAØI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ A NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: Thiết kế dầm BTCT thường chữ T nhịp giản đơn đường ô tô, thi công phương pháp đúc sẵn công trường I CÁC SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH: Chiều dài nhịp tính tốn Tĩnh tải giai đoạn I (Trọng lượng thân dầm) Tĩnh tải giai đoạn II (Trọng lượng lớp vật liệu mặt cầu) Hoạt tải Các hệ số -Hệ số phân bố ngang tính cho Mơmen -Hệ số phân bố ngang tính cho Lực cắt -Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng -Hệ số cấp đường  Độ võng cho phép hoạt tải  Vật liệu -Cốt thép dọc chịu lực -Cốt thép đai -Bê tông  Mặt cắt dầm -Dầm có tiết diện chữ T -Khoảng cách hai tim dầm liền kề (KC2TD) -Bề rộng chế tạo cánh dầm : bf= KC2TD-MNBC      II NỘI DUNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ: - Tính tốn: Chọn mặt cắt ngang dầm Tính mơ men, lực cắt lớn tải trọng gây Vẽ biểu đồ bao mô men, bao lực cắt Tính bố trí mặt cắt nhịp cho mặt cắt nhịp Tính bố trí cốt thép đai Tính tốn kiểm sốt nứt Tính độ võng hoạt tải gây Xác định vị trí cắt cốt thép vẽ biểu đồ bao vật liệu – Bản vẽ Bản vẽ thể khổ giấy A3 (Bắt buộc) bao gồm: Sinh viên : l= 11m DC=11.3502 kN/m DW=5.2kN/m HL-93 mgM= 0.53 mgv=0.61 mg= 0.5 k= 0.5 l/800 fy= 420 MPa fy= 420 MPa fc’= 32 MPa 2000mm 1500mm BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XUÂN THƯ Các mặt cắt đặc trưng Bố trí cốt thép biểu đồ bao vật liệu Tách cốt thép thống kê vật liệu B SƠ BỘ TÍNH TOÁN, CHỌN MẶT CẮT NGANG DẦM: I CHỌN MẶT CẮT NGANG DẦM: Mặt cắt ngang dầm chữ T BTCT thường, cầu nhịp đơn giản đường ô tô thường có kích thước tổng qt sau: bf 1.1 Chiều cao dầm h: Chiều cao dầm có ảnh hưởng hf lớn đến giá thành cơng trình, phải cân nhắc kỹ lựa chọn giá trị Đối với cầu đường ơtơ, nhịp đơn giản, ta chọn sơ theo kinh nghiệm hv2 sau: bv2 (mm) Trong đó: bw h L = 11 (m) chiều dài nhịp cầu Đối với dầm giản đơn BTCT thường chiều cao dầm khơng nhỏ 0.07l (A2.5.2.6.3-1) bv1 07.l = 0.0711000 = 770 (mm) hv1 Ta chọn h = 1000 (mm) h1 1.2 Bề rộng sườn dầm : Tại mặt cắt gối dầm, chiều rộng sườn dầm định theo tính tốn ứng b1 suất kéo chủ, nhiên ta chọn chiều rộng sườn không đổi suốt chiều dài dầm Chiểu rộng bw chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công cho dễ đổ bê tông với chất lượng tốt Theo yêu cầu ta chọn chiều rộng bw = 200 (mm) 1.3 Chiều dày cánh : Chiều dày cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục vị trí xe tham gia chịu lực tổng thể với phận khác, cầu khơng có dầm ngang nên chọn cánh dày Theo tiêu chuẩn 22TCN - 272-05 quy định 175mm (A9.7.1.1) Với dầm nhịp đơn giản nhỏ ta chọn = 180 (mm) 1.4 Chiều rộng cánh : Chiều rộng cánh phần cánh giả thiết chia cho dầm chủ, chiều rộng cánh dầm chủ là: = 1500 (mm) 1.5 Kích thước bầu dầm : Kích thước bầu dầm ban đầu phải dựa việc bố trí cốt thép chủ mặt cắt dầm định ( số lượng thanh, khoảng cách bề dày lớp bê tông bảo vệ) Tuy ta chưa Sinh viên : BAØI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ biết lượng cốt thép chủ nên ta phải chọn theo kinh nghiệm, tham khảo đồ án điển hình Với dầm nhịp đơn giản nên ta chọn : 1.6 Kích thước vút Với dầm đơn giản nhịp nhỏ nên ta chọn: Vậy ta có mặt cắt ngang dầm chọn sau: Mặt cắt dầm chọn đơn vị (mm) 1.7 Tính trọng lượng thân dầm: Trọng lượng thân dầm 1m chiều dài ký hiệu Ta có cơng thức xác định sau: (kN/m) Trong đó: ▪ A diện tích mặt cắt ngang dầm A = 1500 180 + 330 190 + 200 (1000 – 190 – 180 ) + 100 100 + 65 65 = 472925 (mm2) ▪ = 24 kN/ : trọng lượng riêng BTCT Trọng lượng thân 1m dài dầm : = A = 472925.10-6 24 = 11.3502 (kN/m) 1.8 Xác định mặt cắt ngang tính tốn a Xác đinh bề rộng cánh hữu hiệu: Bề rộng cánh tính tốn dầm lấy nhỏ ba trị số sau: Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XUÂN THƯ = = 2750(mm) - - Khoảng cách tim hai dầm = 2000 (mm) - 12 lần bề dày cánh bề rộng sườn dầm 12hf + bw = 12 x 180 + 200 = 2360 ( mm) - Và bề rộng cánh tính tốn khơng lớn bề rộng cánh chế tạo: bf = 1500 Vậy bề rộng cánh hữu hiệu là: = 1500 (mm) b Quy đổi mặt cắt tính tốn: Để đơn giản cho tính tốn thiết kế, ta quy đổi tiết diện dầm có kích thước đơn giản theo ngun tác sau: Diện tích tam giác chỗ vát cánh: - Chiều dày cánh quy đổi : h qd f  hf  S1 �5000  180   188(mm) b  bw 1500  200 - Diện tích tam giác chỗ vát bầu dầm : - Chiều cao bầu dầm mới: h1qd  h1  Sinh viên : 2S2 �2112.5  190   223(mm) b1  bw 330  200 BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XUÂN THƯ Vậy mặt cắt quy đổi là: Mặt cắt quy đổi đơn vị (mm) - II TÍNH VÀ VẼ BIỂU ĐỒ BAO NỘI LỰC: 2.1 Công thức tổng quát: Mômen lực cắt tiết diện tính theo công thức sau: ▪ Đối với trạng thái giới hạn cường độ I:   M i    1.25 �wdc  1.5 �wdw   mg M � 1.75 �LLL  1.75 �k �LLMi �  IM  � � ��AMi  Vi    1.25 �wdc  1.5 �wdw  AVi  mgV � 1.75 �LLL  1.75 �k �LLVi �  IM  � � �A1,Vi  ▪ Đối với trạng thái giới hạn sử dụng :   M i  1, � 1, �wdc  1,0 �wdw   mg M � 1, �LLL  1, �k �LLMi �  IM  � � ��AMi  Vi  1, � 1, �wdc  1, �wdw  AVi  mgV � 1, �LLL  1, �k �LLVi �  IM  � � �A1,Vi ▪ ▪ Trong đó: : Tải trọng rải (9.3 kN/m) : Hoạt tải tương đương ứng với đ.ả.h M mặt cắt i Sinh viên :  BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ ▪ : Hoạt tải tương đương ứng với đ.ả.h V mặt cắt i ▪ : Hệ số phân bố ngang tính cho mơ men (đã tính hệ số xe m) ▪ : Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt (đã tính hệ số xe m) ▪ : Tải trọng rải thân dầm BTCT mặt dầm ▪ : Tải trọng lớp phủ mặt cầu tiện ích công cộng cầu ▪ (1+IM) : Hệ số xung kích ▪ : Diện tích đường ảnh hưởng Mi ▪ : Tổng đại số diện tích đường ảnh hưởng ▪ : Diện tích đường ảnh hưởng ( phần diện tích lớn) ▪k : Hệ số cấp đường : Hệ số điều điều chỉnh tải trọng ▪ = - : Hệ số liên quan đến tính dẻo - : Hệ số liên quan đến tính dư - : Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác + Đối với đường quốc lộ trạng thái giới hạn cường độ I: = 0.95 , = 1.05 , = 0.95  = 0.95 + Đối với trạng thái giới hạn sử dụng: = 2.2 Tính mơ men M: Chiều dài nhịp L = 11 (m) Chia dầm thành 10 đoạn nhau, đoạn có chiều dài = 1.1 (m) Đánh số thứ tự mặt cắt vẽ Đah Mi mặt cắt, điểm chia sau: Ta lập bảng tính sau: Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN: Mặt cắt GVHD:LÊ THỊ XUÂN THƯ Xi (m) ( (kN/m) (kN/m) 1.100 2.200 0.100 0.200 5,45 9.68 41.882 39.954 37.528 37.236 3.300 4.400 5.500 0.300 0.400 0.500 12.71 14.52 15.13 37.892 35.696 33.5 36.8 36.22 35.64 (kN.m) 283,941 192,494 494,506 336,029 634,613 711,902 432,360 486,084 736,733 503,432 Biểu đồ bao mômen TTGHCĐ sau: Biểu đồ bao momen M (kN.m) 2.3 Tính lực cắt V: Đường ảnh hưởng lực cắt V mặt cắt sau: 10 + § ah Q0 0,9 - + § ah Q1 0,1 0,8 - + § ah Q2 0,2 0,7 + § ah Q3 0,3 0,6 - + - Sinh viên : § ah Q4 0,4 0,5 0,5 + (kN.m) § ah Q5 BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ Ta lập bảng tính V i sau: 1,1 2,2 3,3 4,4 5,5 11 9,9 8,8 7,7 6,6 5,5 5,5 4,4 3,3 2,2 1,1 5,5 4,455 3,52 2,695 1,98 1,375 43,81 46,8 50,12 54,34 59,26 64,08 37,82 41,79 46,68 52,86 60,88 71,72 319,481 266,074 213,951 164,193 118,054 75,473 214,091 177,582 141,845 107,531 75,394 45,397 Biểu bồ bao lực cắt TTGHCĐ (KN) sau: Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN: II GVHD:LÊ THỊ XN THƯ TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DỌC CHỦ TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM: - Giả sử chiều cao có hiệu Chiều cao có hiệu phụ thuộc vào lượng cốt thép dọc chủ cách bố trí chúng, ta chọn sơ lấy sau: = (0.8) h = (0.8) x 1000 = (800900) (mm) Vậy giả sử: = 900 (mm) Điều kiện cường độ mơ men tiết diện vng góc mặt cắt dầm Mr = x Mn Mu Mn = = 818.593 (KNm) Giả sử chon Mn = 818.593 Giả sử TTH qua cánh Giả sử tiết diện TTGHCĐ bố trí cốt thép đơn 0,85.fc’.b.a (ds - ) = 0,85.32.1500.a (900 - ) =  a = 22.57 mm = 0,85 – 0.05 = 0,85 -0,05 = 0,821  c = = = 27.5 HLCTTĐ: = = 0.031 < 0.42 (thỏa mãn) Theo PTCBL : = = = 2192.51 (mm2) Phương án Đường kính (mm) 13 16 19 Diện tích () 129 198.5 284 Từ bảng ta chọn phương án để bố trí: Chọn 12 D16 Bố trí hàng cột Như hình vẽ (đơn vị mm): Sinh viên : Số 18 12 10 () 2322 2382 2840 BÀI TẬP LỚN MÔN: 190 40 65 65 65 GVHD:LÊ THỊ XUÂN THƯ 50 65 100 65 50 330 * Kiểm toán lại tiết diện chọn: - 12D16 có = 2382 - Khoảng cách từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép - ds: Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo: ds = h – d1 = 1000 – 105 = 895 mm - Chiều cao chịu nén hữu hiệu: a = = = 24,521(mm) - Chiều cao chịu nén: c = = = 29,87(mm) c = 29,87 = 188  TTH qua cánh - Hàm lượng cốt thép tối đa: = = 0,033 0,42 Đạt - Hàm lượng cốt thép tối thiểu: = = = 0,0133 = 0,03 = 0,03 = 0,0023  Đạt - Mômen kháng uốn tính tốn: = = 0,9 0,85 a b ( ) = 0,9 0,85 32 24,582 1500 ( 895 ) = 794,815 (kN.m) = 736,733 (kN.m)  Đạt Kết luận: Chọn As bố trí cốt thép hình vẽ đạt u cầu Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ - IV XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CẮT CỐT THÉP DỌC CHỦ, VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU: 4.1 Lý cắt nguyên tắc cắt cốt thép: Để tiết kiệm thép , số lượng thép chọn tính với mặt cắt có mơmen lớn cắt bớt cho phù hợp với hình bao mơmen Cơng việc tiến hành sở nguyên tắc sau đây: - Các cốt thép cắt bớt, cốt thép lại mặt cắt phải đối xứng qua mặt phẳng uốn dầm ( tức mặt phẳng qua trục đối xứng tất mặt cắt dầm) - Đối với dầm giản đơn phải có phần ba số số cốt thép cần thiết mặt cắt nhịp kéo neo gối dầm - Số lượng cốt thép cắt cho lần nên chọn ( thường đến thanh) - Khơng cắt, uốn cốt thép góc cốt đai - Khi cắt ta nên cắt từ xuống dưới, từ 4.2 Lập bảng phương án cắt cốt thép: Số Số lần As lại (mm2) a (mm) c (mm) 2382 1985 1588 1191 24,52 20,43 16,35 12,26 29,87 24,88 19,91 14,93 12 10 Vị trí qua cánh qua cánh qua cánh qua cánh ds (mm) 895 908 911,25 916,67 Mn (kN) Mr (kN) 883 748 602 455 795 674 542 410 4.3 Xác định vị trí cắt cốt thép dọc chủ biểu đồ bao vật liệu: Do điều kiện lượng cốt thép tối thiểu (1,2 ; 1,33 ), nên 0,9 , điều kiện lượng cốt thép tối thiểu 1,33 Điều có nghĩa khả chịu lực dầm phải bao đường khi: 0.9 Ta có: = Trong đó: ▪ : Momen nứt tiết diện ▪ : Cường độ chịu kéo uốn bê tông = 0,63 = 0,63 = 3,564 (Mpa) ▪ : Khoảng cách từ TTH đến thớ chịu kéo ngồi = 686,491 (mm) ▪ :Mơ men qn tính tiến diện ngun khơng tính cốt thép: Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ = + Vậy mô men nứt tiết diện: = 237,884 (kN.m) / 0.9 = 214,096 (kN.m) / 1.2 = 285,461 (kN.m) - Nội suy tung độ biểu đồ mô men, ta xác định khoảng cách , sau: 0.9 = 214,096 (kN.m)  = 829,42 (mm) 1.2 = 285,461 (kN.m)  = 1107,94 (mm) - X.định điểm giao đường 0,9Mcr đường Mu vị trí cách gối đoạn: x1 = 829,42 (mm) - X.định điểm giao đường 1,2M cr đường Mu vị trí cách gối đoạn: x = 1107,94 (mm) - Từ gối dầm đến vị trí x1 ta hiệu chỉnh đường Mu thành 4/3Mu - Từ vị trí x1 đến vị trí x2 nối đường nằm ngang - Từ vị trí x2 đến dầm ta giữ nguyên đường Mu a Xác định điểm cắt lý thuyết: Điểm cắt lý thuyết điểm mà theo yêu cầu chịu mô men uốn không cần cốt thép dài Để xác định điểm cắt lý thuyết ta cần vẽ biểu bồ mơmen tính tốn xác định điểm giao với biểu đồ = b Xác định điểm cắt thực tế: Từ điểm cắt lý thuyết, cốt thép cần phải kéo phía mơmen nhỏ đoạn Chiều dài đoạn lấy giá trị lớn trị số sau: Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ - Chiều cao hữu hiệu tiết diện : ds = 895 (mm) - 15 lần đường kính danh định cốt thép: 15 x 16 = 240 (mm) - 1/20 chiều dài nhịp: 550 (mm) Đồng thời chiều dài không nhỏ chiều dài phát triển lực kéo cốt thép Chiều dài gọi chiều dài phát triển hay chiều dài phát triển lực, đoạn chiều dài tối thiểu chơn bêtơng để lực dính bám với bê tơng đủ để đạt cường độ (chảy) tính tốn Do đó, vẽ biểu đồ bao vật liệu đoạn có chiều dài kể từ điểm cắt thực tế phía mô men lớn ta dùng đường nối Chiều dài khai triển cốt thép chịu kéo lấy sau: Chiều dài khai triển cốt thép kéo phải khơng nhỏ tích số chiều dài triển khai cốt thép kéo quy định đây, nhân với hệ số điều chỉnh hệ số quy định quy trình Chiều dài khai triển cốt thép kéo không nhỏ 300mm (A 5.11.2.1) Chiều dài triển khai cốt thép chịu kéo bản, theo mm, phải lấy sau: Với thép từ số 36 trở xuống = = = 294,757 (mm) 0,06 = 0,06 16 420 = 403,2 (mm) = 403,2 (mm) Trong đó: ▪ = 198,5 : diện tích số 16 ▪ : đường kính số 16 ▪ = 420 Mpa : cường độ chảy quy định cốt thép ▪= 32 Mpa : cường độ chịu nén quy định bê tông tuổi 28 ngày ▪ Hệ số điều chỉnh làm tăng : k = 1,4 ▪ Hệ số điều chỉnh làm giảm : = = 0.921 Vậy ta có: = 1,4 0,921 403.2 = 519,88 (mm) Ta lấy : = 520 (mm) 300 (mm) Ta chọn : = 895 (mm) Từ vẽ biểu đồ bao vật liệu sau: Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XUÂN THƯ -V TÍNH TỐN CHỐNG CẮT ( TÍNH TỐN CỐT ĐAI THÉP) - Ta tính tốn cốt thép đai mặt cắt coi bất lợi nhất, mặt cắt cách gối đoạn chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv Để dv = max => ds max = 916,67, a = 12,26 + Chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv trị số lớn giá trị sau: a Cánh tay đòn nội ngẫu lực = ds = 916,67 = 911 (mm) 0,9ds = 0,9 916,67 = 825 (mm) 0,72h = 0,72.1000 = 720 (mm) Vậy dv = max(911 ; 825 ; 825) = 911 (mm) + Nội suy tuyến tính ta có nội lực tính tốn mặt cắt cách gối đoạn dv ta có: M = 235 (kN.m) / V= 186,15 (kN) *Tính góc θ hệ số β: -Xác định ứng suất cắt danh định bê tơng sườn dầm : = = 1,14 (Mpa) -Tính = = 0,0356 < 0,25  Vậy kích thước dầm hợp lý -Xác định góc nghiêng ứng suất nén chủ θ hệ số β: + Giả sử trị số góc θ = 45o : + Tính biến dạng cốt thép chịu kéo theo công thức: dv = 911 (mm) Es = 2.105 (N/mm2) AS = 1194 (mm2) (Vì mặt cắt dv thanh) Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ Tính ta có: = = 1,47 Tra bảng được: = Tính lại : = 1,537 10-3 Tiếp tục tra bảng được: = Tính lại : = 1,5301 10-3 Tiếp tục tra bảng được: = Tính lại :  x = 1,5305 10-3 Vậy ta lấy = Tra bảng β = 1,936 -Khả chịu lực cắt bêtông: Vc  0,083 � � f c' �d v �bv  0,083 �1,936 � 32 �911�200  165617,722( N ) -Khả chịu lực cắt danh định cần thiết cốt thép đai: Vu 186,15 �103 Vs  Vn  Vc   Vc   165617,722  41215,61( N )  0,9 -Xác định khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn nhất: S fy Av  f y d v cot g Vs = 420 (MPa) = 420 (N/mm2) : Giới hạn chảy quy định với cốt thép đai dv = 911 (mm) Vs = 41215,61 (N) Av :Diện tích cốt thép đai (mm2) Chọn cốt thép đai số 10  d = 9,5 (mm) Diện tích mặt cắt ngang cốt đai là: Av  142 (mm2) Vậy ta tính được: 142 �420 �911 �cot g 41,12040 S�  1510,04( mm) 41215,61 Ta chọn khoảng chọn bố trí cốt đai là: S = 300 (mm) -Kiểm tra lượng cốt thép đai tối thiểu: Lượng cốt thép đai tối thiểu: bS 200 �300 Av �Avmin  0,083 f c' v  0,083 � 32 �  67, 074( mm ) fy 420 Av A v )> = 67,074 (mm2)→Thoả mãn Mà = 71 = 142 (mm -Kiểm tra khoảng cách tối đa cốt thép đai: Ta có: Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ 0,1 f c' �d v �bv  0,1�32 �911�200 �10 3  583,04( kN ) > V=186,15(kN) (Đạt) Do khoảng cách cốt thép đai phải thoả mãn điều kiện: s �0,8d v  0,8 �911  728,8mm S=300 (mm)  Thoả mãn -Kiểm tra điều kiện đảm bảo cho cốt thép dọc không bị chảy tác dụng tổ hợp mô men, lực dọc trục lực cắt: Khả chịu cắt cốt thép đai: Vs  As f y d v cot g Ta có:  142 �420 �911�cot g (41,1204 )   207457, 4674( N ) S 300 As f y  1191 �420  500220( N ) �V � Mu  � u  0,5Vs � cot g d v � f �v � � 235 �106 � 186,15 �103  �  0,5 �207457, 4674 � �cot g (41,12040 ) 911�0,9 � 0,9 �  404726, 247 N  As f y  V  Mu   u  0,5Vs  cot g d v f   v   Thoả mãn  Vậy ta chọn cốt thép đai có số hiệu #10, bố trí với bước S = 300 (mm) Trong đó: ▪ : bề rộng bụng hữu hiệu lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao (mm) ▪ : chiều cao chịu cắt hữu hiệu (mm) ▪ s : cự ly cốt thép đai (mm) ▪ : hệ số khả bê tong bị nứt chéo truyền lực kéo (tra đ.thị bảng dựa vào ) ▪ θ : góc nghiệng ứ.suất nén chéo (tra đồ thị bảng dựa vào đường ) ▪ : biến dạng cốt thép chịu kéo ▪ α : góc nghiệng cốt thép ngang trục tọa dọc (độ) ▪ : hệ số sức kháng cắt, với bê tông tỷ trọng thường: = 0,9 ▪ Av : diện tích cốt thép chịu cắt cự ly s (mm2) ▪ Vs : sức chống cắt cốt thép đai ▪ Vc : sức chống cắt bê tông ▪ bv : chiều rộng bụng (mm) ▪ fy : giới hạn chảy qui định cốt thép ngang (MPa) ▪ h : chiều cao dầm ▪ de : chiều cao hữu hiệu tiết diện ▪ Vu : lực cắt tính tốn (N) Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XUÂN THƯ ▪ As : diện tích cốt thép chịu kéo cấu kiện mặt cắt tính tốn ▪ Mu : momen tính tốn (N.mm) VI TÍNH TỐN KIỂM SỐT NỨT 6.1 Kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không: Tại mặt cắt tùy vào giá trị nội lực bê tơng nứt hay khơng Vì để tính tốn kiểm sốt nứt ta phải kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay khơng Để tính tốn xem mặt cắt có bị nứt hay khơng người ta coi phân bố ứng suất mặt cắt ngang tuyến tính tính ứng suất kéo fct bê tơng fct  Mặt cắt coi bị nứt khi: Ma yct 0,8 f r Ig Trong đó: ▪ fct : ứng suất kéo bê tông ▪ (KN.m) : Momen lớn TTGH SD (giai đoạn tính b.dạng cấu kiện) f c, ▪ fr = 0,63 = 0,63 = 3,564 : cường độ chịu kéo uốn bê tông (Mpa) ▪ : Khoảng cách từ TTH đến thớ chịu kéo ngồi = 686,491 (mm) ▪ : Mơ men qn tính tiến diện ngun khơng tính cốt thép: = + Vậy: Mặt cắt bị nứt 6.2 Tính tốn kiểm sốt nứt f f sa Điều kiện kiểm tra: s a) Xác định ứ.suất khả chịu kéo lớn cốt thép trạng thái GHSD - fsa : Trong đó: ▪ fsa : khả chịu kéo lớn cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng:   Z f sa min  ; , f y   d c A /   0,6 = 0,6 420 = 252 (Mpa) Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN:  Tính GVHD:LÊ THỊ XN THƯ Trong đó: ▪ dc: Chiều cao phần bê tơng tính từ thớ chịu kéo ngồi tâm gần nhất, theo bố trí cốt thép dọc ta có dc = 40( mm) ▪ A: Diện tích phần bêtơng có trọng tâm với cốt thép chịu kéo bao mặt cắt ngang đường thẳng song song với trục trung hoà chia số lượng thanh.( Xác định A: A = = = 5775 ( ▪ Z : Thông số bề rộng vết nứt (tra bảng trang 18 hướng dẫn), xét điều kiện mơi trường ơn hòa Z = 30000(N/mm), chiều rộng vết nứt = 0,41 (mm) = = 488,93 (Mpa) Suy ra: = 252 (Mpa) b) Xác định ứng suất cốt thép chịu kéo trạng thái giới hạn sử dụng : Sơ đồ ứng suất mặt cắt tính đổi: 1500 895 Với: n tỷ số mô đun đàn hồi cốt thép bê tông: n = = = = 6,99  Chọn n = - Xác định vị trí trục trung hồ tiết diện sau nứt dựa vào phương trình mơ men tĩnh với trục trung hồ khơng : Giả sử Trục trung hòa qua cánh : , với As = 2382 ( S b.x x  n As ( d s  x ) 0 S  1500 �x  �2382 �(895  x)   Giải ta : x =130,380 (mm) 188 (mm) =>> Vậy TTH qua cánh Sinh viên : 1500 895 BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ Ma: Mơmen tính tốn trạng thái giới hạn sử dụng Ma = (kNm) Tính mơ men qn tính tiết diện nứt trục trung hoà: 1500 �130,3803 I cr   �2382 �(895  130,380)  10856510980(mm ) M 503, 432.106 � f s  � a  y  d1   � � 978  155,687   248, 2( MPa) I cr 10856510980 fs = 248,2(MPa) < f sa = 252 (MPa)  Dầm đảm bảo điều kiện nứt VII TÍNH TỐN KIỂM SỐT ĐỘ VÕNG DO HOẠT TẢI: - Cơng thức kiểm tra: - Mơ men qn tính tính tốn : Ta có : = 45823159214,323 (mm4) = Sinh viên : = (kN.m) = 237,884 (kN.m) - Mơ men qn tính hữu hiệu : =  M cr   Ma    I g  1     M cr   Ma     .I cr  Vậy mô men quán tính tính tốn dầm: I = min( , ) = 1,68 - Xác định mô đun đàn hồi bê tông : = 0,043 = 28599,62 (MPa) - Xác định độ võng tải trọng : = = 0,5 9,3 = 4,65 (N/mm) = = = 1,844 (mm) - Xác định độ võng xe tải thiết kế: = k (1+ IM) = 0,5 0,5 1,25 43,81 = 13,69 (N/mm) = = = 5,43 (mm) - Độ võng hoạt tải gây mặt cắt nhịp là: = max ( = max( 5,43 ; 3,2 ) = 5,43 (mm) - Độ võng cho phép hoạt tải: = 13,75 (mm)  (mm) Vậy điều kiện hạn chế độ võng dầm thỏa mãn  HẾT  ... dựa việc bố trí cốt thép chủ mặt cắt dầm định ( số lượng thanh, khoảng cách bề dày lớp bê tông bảo vệ) Tuy ta chưa Sinh viên : BÀI TẬP LỚN MÔN: GVHD:LÊ THỊ XN THƯ biết lượng cốt thép chủ nên ta... cắt cốt thép: Để tiết kiệm thép , số lượng thép chọn tính với mặt cắt có mơmen lớn cắt bớt cho phù hợp với hình bao mơmen Cơng việc tiến hành sở nguyên tắc sau đây: - Các cốt thép cắt bớt, cốt thép. .. : hệ số sức kháng cắt, với bê tông tỷ trọng thường: = 0,9 ▪ Av : diện tích cốt thép chịu cắt cự ly s (mm2) ▪ Vs : sức chống cắt cốt thép đai ▪ Vc : sức chống cắt bê tông ▪ bv : chiều rộng bụng